DE102022102897A1 - Control device with an electronic control unit for boost pressure control in a supercharged internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung mit einer elektronischen Steuereinheit zur Ladedruckregelung bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor mit zweistufiger Aufladung, also mit einer ersten Niederdruck-Stufe (ND) und einer zweite Hockdruck-Stufe (HD). Dabei weist die Hochdruck-Stufe (HD) eine starre Hochdruck-Turbine und eine steuerbare Regelklappe (RK) auf. Die Niederdruck-Stufe (ND) weist eine variabel verstellbare Turbinengeometrie (VTG) auf. Die elektronische Steuereinheit enthält erfindungsgemäß ein Regelmodul, das insbesondere durch ein entsprechend programmiertes Computerprogrammprodukt für eine grundsätzliche Einstellerregelung in der Form ausgestaltet ist, dass die Ladedruckregelung allein mittels der verstellbaren Turbinengeometrie (VTG) der Niederdruck-Stufe (HD) vorgenommen wird, wobei die Regelklappe (RK) der Hochdruck-Stufe (HD) in den vollständigen Schließzustand gesteuert wird.The invention relates to a control device with an electronic control unit for controlling the boost pressure in a supercharged internal combustion engine with two-stage supercharging, ie with a first low-pressure stage (LP) and a second high-pressure stage (HP). The high-pressure stage (HP) has a rigid high-pressure turbine and a controllable control flap (RK). The low-pressure stage (LP) has a variably adjustable turbine geometry (VTG). According to the invention, the electronic control unit contains a control module that is designed in particular by a correspondingly programmed computer program product for a basic adjuster control in such a way that the boost pressure control is carried out solely by means of the adjustable turbine geometry (VTG) of the low-pressure stage (HP), the control flap ( RK) of the high-pressure stage (HD) is controlled in the fully closed state.

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung mit einer elektronischen Steuereinheit zur Ladedruckregelung bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor mit mindestens zwei Stellgliedern.The invention relates to a control device with an electronic control unit for controlling the boost pressure in a supercharged internal combustion engine with at least two actuators.

Es sind bereits diverse Regler zur Ladedruckregelung bei aufgeladenen Verbrennungsmotoren mit mindestens zwei Stellgliedern bekannt.Various controllers for boost pressure control in supercharged internal combustion engines with at least two actuators are already known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Regler zur Ladedruckregelung dahingehend zu verbessern, dass der Kraftstoffverbrauch und die Emissionen reduziert sowie die beteiligten Bauteile geschützt werden.The object of the present invention is to improve a controller for charging pressure control in such a way that fuel consumption and emissions are reduced and the components involved are protected.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.This object is solved by the features of patent claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung mit einer elektronischen Steuereinheit zur Ladedruckregelung bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor mit mindestens zweistufiger Aufladung, also mit mindestens einer Niederdruck-Stufe (ND) und einer Hockdruck-Stufe (HD). Dabei weist die Hochdruck-Stufe (HD) eine starre Hochdruck-Turbine und eine steuerbare Regelklappe (RK) auf. Die Niederdruck-Stufe (ND) weist eine variabel verstellbare Turbinengeometrie (VTG) auf. Die elektronische Steuereinheit enthält erfindungsgemäß ein Regelmodul, das insbesondere durch ein entsprechend programmiertes Computerprogrammprodukt für eine grundsätzliche Einstellerregelung in der Form ausgestaltet ist, dass die Ladedruckregelung allein mittels der verstellbaren Turbinengeometrie (VTG) der Niederdruck-Stufe (ND) vorgenommen wird, wobei die Regelklappe (RK) der Hochdruck-Stufe (HD) in den vollständigen Schließzustand gesteuert wird. Die Erfindung betrifft also den Übergang von einer Zweistellerregung in eine grundsätzliche Einstellerregelung für die Ladedruckregelung durch ein Stellglied der Niederdruck-Stufe ND, wobei nur der Ladedrucksollwert als Stellgröße vorgegeben wird. The invention relates to a control device with an electronic control unit for boost pressure control in a supercharged internal combustion engine with at least two-stage supercharging, ie with at least one low-pressure stage (LP) and one high-pressure stage (HP). The high-pressure stage (HP) has a rigid high-pressure turbine and a controllable control valve (RK). The low-pressure stage (LP) has a variably adjustable turbine geometry (VTG). According to the invention, the electronic control unit contains a control module which is designed in particular by a correspondingly programmed computer program product for a basic adjuster control in such a way that the boost pressure control is carried out solely by means of the adjustable turbine geometry (VTG) of the low-pressure stage (ND), the control flap ( RK) of the high-pressure stage (HD) is controlled in the fully closed state. The invention thus relates to the transition from a two-actuator excitation to a basic adjuster control for the boost pressure control by an actuator of the low-pressure stage ND, with only the boost pressure setpoint being specified as the manipulated variable.

Der Erfindung liegen folgende Überlegungen zugrunde:

  • In vielen technischen Systemen werden mehrere Stellglieder verwendet, um eine Zielgröße zu erreichen. Beispiele ergeben sich in der Ladedruck-Regelung von aufgeladenen Verbrennungsmotoren insbesondere bei Varianten mit mehrstufiger Aufladung, also mit einer Niederdruck-Stufe (ND) und einer Hockdruck-Stufe (HD). Einerseits gibt es Varianten, bei denen an der Hockdruck-Stufe (HD) mehrere Stellglieder, wie z.B. ein Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie (auch kurz HD-VTG genannt) und eine Bypass-Klappe (Abgas-Regelklappe, auch kurz RK genannt), verwendet werden. Andererseits gibt es einfachere HD-Topologien mit starrer Hochdruckturbine und zumindest elektronisch steuerbarer Regelklappe (RK).
The invention is based on the following considerations:
  • In many technical systems, multiple actuators are used to achieve a target variable. Examples can be found in the boost pressure control of supercharged internal combustion engines, especially in variants with multi-stage supercharging, i.e. with a low-pressure stage (LP) and a high-pressure stage (HP). On the one hand, there are variants in which several actuators are used on the high-pressure stage (HP), such as an exhaust gas turbocharger with variable turbine geometry (also called HP-VTG for short) and a bypass flap (exhaust gas control flap, also called RK for short). become. On the other hand, there are simpler HP topologies with a rigid high-pressure turbine and at least an electronically controllable control flap (RK).

Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise für zweistufig aufgeladenen Dieselmotoren mit der zuletzt genannten HD-Topologie, also einer starren Hochdruckturbine mit Regelklappe (RK) auf der Hochdruckstufe eingesetzt. Dabei wird erfindungsgemäß jedoch zusätzlich eine Niederdruck-Stufe (ND) mit variabel verstellbarer Turbinengeometrie (ND-VTG) verwendet und in die Ladedruck-Regelung direkt einbezogen.The present invention is preferably used for two-stage supercharged diesel engines with the last-mentioned HP topology, ie a rigid high-pressure turbine with a control flap (RK) on the high-pressure stage. According to the invention, however, a low-pressure stage (LP) with a variably adjustable turbine geometry (LP-VTG) is also used and directly included in the boost pressure control.

Durch die Erfindung ist eine deutliche Ladedruckanhebung im zweistufigen Kennfeldbereich (Stellglied-Tastverhältnis abhängig von Motor-Drehzahl und Ladedrucksollwert) möglich. Diese Ladedruckanhebung ermöglicht wiederum eine Emissions- bzw. Verbrauchsreduktion. Wird der Ladedruck nicht angehoben, so ergibt sich durch die neue Regelungsstrategie ein Spülgefällevorteil, welcher sich ebenfalls in einem geringeren Verbrauch widerspiegelt.The invention enables a significant boost pressure increase in the two-stage map range (actuator duty cycle dependent on engine speed and boost pressure setpoint). This boost pressure increase in turn enables emissions and fuel consumption to be reduced. If the boost pressure is not increased, the new control strategy results in a scavenging gradient advantage, which is also reflected in lower fuel consumption.

Bei zweistufigen Aufladungen werden im Rahmen der Ladedruckregelungen üblicherweise immer zwei Sollwerte vorgegeben, nämlich erstens der (Gesamt-) Ladedrucksollwert in der Sauganlage also nach beiden Verdichterstufen (ND und HD) und nach dem Ladeluftkühler (LLK), und zweitens das (Soll-) Vorverdichtungsdruckverhältnis. Dabei wird vom Niederdruckverdichter der (Soll-) Druck eingestellt, der sich durch die Multiplikation des (Soll-) Vorverdichtungsdruckverhältnisses mit dem (Ist-) Druck vor dem Niederdruckverdichter ergibt, wobei die ND-Verdichterleistung mittels der ND-VTG auf der ND-Stufe geregelt wird. Der auf den (Gesamt-) Ladedrucksollwert noch fehlende Druck wird vom Hochdruckverdichter bereitgestellt. Die HD-Verdichterleistung wird mittels der Regelklappe (RK) geregelt. Dabei wird nach dem Stand der Technik der Ladedrucksollwert für die Regelung vorsorglich so gewählt, dass die Regelklappe nicht vollständig geschlossen wird. Diese Regelreserve wird bei Wirkungsgradverlusten der Turbolader (Alterung) oder bei Änderungen der Umgebungsbedingungen (Reduktion Umgebungsdruck) benötigt. Dieses Konzept wird in der Folge als Zweistellerregelung bezeichnet, da die Ladedruckregelung gleichzeitig von zwei Stellern (Regelklappe RK und ND-VTG) und über zwei Sollwerte (Ladedrucksollwert und Vorverdichtungsdruckverhältnis) bereitgestellt wird.In the case of two-stage turbocharging, two setpoints are usually always specified as part of the boost pressure controls, namely firstly the (total) boost pressure setpoint in the intake system, i.e. after both compressor stages (LP and HP) and after the charge air cooler (LLK), and secondly the (set) boost pressure ratio . The (target) pressure is set by the low-pressure compressor, which results from multiplying the (target) precompression pressure ratio by the (actual) pressure upstream of the low-pressure compressor, with the LP compressor output using the LP-VTG on the LP stage is regulated. The pressure that is still missing from the (overall) boost pressure setpoint is provided by the high-pressure compressor. The HP compressor output is regulated by means of the control flap (RK). According to the state of the art, the boost pressure setpoint for the regulation is selected as a precautionary measure in such a way that the control flap is not completely closed. This control reserve is required if the turbocharger loses efficiency (ageing) or if the ambient conditions change (reduction in ambient pressure). This concept is referred to as two-actuator control in the following, since the boost pressure control is provided simultaneously by two actuators (control flap RK and ND-VTG) and via two setpoints (boost pressure setpoint and supercharger pressure ratio).

Diese Zweistellerregelung hat sich für die Ladedruckregelung mit starrer Hochdruck-Turbine als nicht wirkungsgradoptimal herausgestellt, da nicht der gesamte Abgasmassenstrom bzw. nicht die gesamte Energie des Abgases von der Hochdruckturbine für den Ladedruckaufbau verwendet werden kann; d.h. es strömt durch die Regelreserve aufgrund der stets etwas geöffneten Regelklappe immer ein Teil des Abgases an der Hochdruckturbine vorbei und bleibt somit ungenutzt. Der Erfindung liegt diesbezüglich die Erkenntnis zugrunde, dass die Regelklappe über applizierbare Begrenzungen geschlossen werden könnte, jedoch wäre dann die Ladedruckregelung inaktiv, da der HD-Verdichter mit starrer Turbinengeometrie immer maximalen Druck bereitstellen würde und der ND-Verdichter das vorgegebene Vorverdichtungsdruckverhältnis einregelt. Dies wäre jedoch hinsichtlich Emissionsstabilität und Bauteilschutz nicht wünschenswert.This two-actuator control has not turned out to be optimal in terms of efficiency for boost pressure control with a rigid high-pressure turbine, since not all of the exhaust gas mass flow or not all of the energy of the exhaust gas can be used by the high-pressure turbine to build up boost pressure; ie part of the exhaust gas always flows past the high-pressure turbine through the control reserve due to the control flap being slightly open and thus remains unused. In this regard, the invention is based on the finding that the control valve could be closed via applicable limits, but the boost pressure control would then be inactive since the HP compressor with rigid turbine geometry would always provide maximum pressure and the LP compressor regulates the specified precompression pressure ratio. However, this would not be desirable in terms of emission stability and component protection.

Die Erfindung sieht durch ein entsprechend programmiertes Regelmodul insbesondere in der elektronischen Motor-Steuereinheit das Einregeln des Ladedrucksollwerts bei geschlossener Regelklappe allein mittels der VTG auf der ND-Stufe vor. Dabei wird nur noch ein Sollwert, nämlich der (Gesamt-) Ladedrucksollwert vorgegeben. Zum Einregeln des Laderucksollwertes wird erfindungsgemäß also immer der durch den HD-Verdichter maximal möglichen Hochdruck aufgrund der geschlossenen Regelklappe bereitgestellt und der ND-Verdichter regelt den fehlenden Anteil zum Erreichen des Ladedrucksollwertes. Dieses Konzept wird in der Folge auch als „Reglerübergabe“ bezeichnet, da die Ladedruckregelung basierend auf dem Ladedrucksollwert als einzige Stellgröße allein auf das Niederdruck-Stellglied, also den ND-VTG, übergeben wird, wobei die Regelklappe geschlossen wird und geschlossen bleibt.By means of a correspondingly programmed control module, particularly in the electronic engine control unit, the invention provides for the adjustment of the boost pressure setpoint value with the control valve closed solely by means of the VTG on the LP stage. In this case, only one target value, namely the (overall) charging pressure target value, is specified. According to the invention, the maximum possible high pressure by the HP compressor due to the closed control valve is therefore always provided for adjusting the boost pressure setpoint, and the LP compressor regulates the proportion missing to reach the boost pressure setpoint. This concept is also referred to as "controller transfer" in the following, since the boost pressure control based on the boost pressure setpoint is the only manipulated variable that is transferred solely to the low-pressure actuator, i.e. the LP-VTG, with the control flap being closed and remaining closed.

Die Hochdruck-Regelklappe wird also grundsätzlich nicht mehr als Steller für die Ladedruckregelung verwendet. Mit dem Begriff „grundsätzlich“ ist insbesondere gemeint, dass dieses Konzept der Reglerübergabe für den größten Teil der möglichen Betriebspunkte gilt. Die Regelklappe kann ausnahmsweise für einen kleineren definierten hochlastigen Teil der möglichen Betriebspunkte als zweites Stellglied (Zweistellerregelung) eingesetzt werden, wobei dieser kleinere hochlastige Teil der möglichen Betriebspunkte insbesondere durch Überschreiten eines vorgegebenen Volllast-Drehzahlgrenzwertes und/oder eines vorgegebenen Ladedruck-Hochlastgrenzwertes definierbar ist. Die Applikation derartiger Grenzwerte ist beispielsweise abhängig von der Höhe eines erreichten Massenstroms durchzuführen, der zur Bauteilschädigung (beispielsweise an der starren Hochdruck-Turbine) führen würde. Die erfindungsgemäße Reglerübergabe wird also nur in den wenigen Betriebspunkten ausgeblendet, die zu einer Bauteilschädigung führen würden. Die Reglerübergabe wird jedoch anderenfalls grundsätzlich aktiviert, um den Kraftstoffverbrauch zu senken; denn die Reglerübergabe führt bei gleichem Ladedrucksollwert zu geringerem Abgasgegendruck.The high-pressure control flap is therefore basically no longer used as an actuator for boost pressure control. The term "basically" means in particular that this concept of controller transfer applies to most of the possible operating points. As an exception, the control flap can be used as a second actuator (two-position control) for a smaller, defined high-load part of the possible operating points, with this smaller high-load part of the possible operating points being definable in particular by exceeding a specified full-load speed limit and/or a specified boost pressure high-load limit. The application of such limit values is to be carried out, for example, depending on the magnitude of a mass flow that would lead to component damage (e.g. on the rigid high-pressure turbine). The controller transfer according to the invention is therefore only masked out in the few operating points that would lead to component damage. Otherwise, however, the governor handover is always activated to reduce fuel consumption; because the controller transfer leads to a lower exhaust back pressure with the same boost pressure setpoint.

Mit anderen Worten, die Reglerübergabe wird grundsätzlich aktiviert, wenn dadurch ein geringerer Abgasgegendruck erreicht wird als durch die Zweistellerregelung.In other words, the controller transfer is always activated if this results in a lower exhaust back pressure than with the two-position controller.

Zusammenfassung der Vorteile:

  1. 1. Verbrauchsvorteil, da gleicher Ladedruck bei reduziertem Abgasgegendruck aufgrund der Druckverhältnisverschiebung auf der Verdichterseite mit geschlossener Regelklappe möglich ist.
  2. 2. Zusätzlich ist Emissionierungspotenzial vorhanden durch
    • - die Möglichkeit der Ladedrucksteigerung in Betriebspunkten bei geöffneter ND-Stufe, die zur Ruß- bzw. NOx-Reduktion führt, und
    • - die geringen Spülgefälleschwankungen bei dynamischen Vorgängen aufgrund einer Einstellerregelung, die im Vergleich zu einer Zweistellerregelung zu mehr Stabilität bei der Luftmassenregelung führt.
  3. 3. Eine Ladedruckregelung mittels der nichtlinearen Regelklappe (Zweistellerregelung) wird nur in hochlastigen Betriebspunkten benötigt. Durch die erfindungsgemäße grundsätzliche Reglerübergabe (Einstellerregelung) statt der Zweistellerregelung
    • - werden immer wiederkehrende Probleme mit der elektrischen Regelklappe (Endanschlaglernen, RK-Schwingen) im beinahe gesamten zweistufigen Bereich eliminiert und
    • - ist in den meisten auftretenden Betriebspunkten ein WLTC mit Einstellerregelung möglich.
Summary of benefits:
  1. 1. Consumption advantage, since the same boost pressure is possible with reduced exhaust back pressure due to the pressure ratio shift on the compressor side with the control flap closed.
  2. 2. In addition, emission potential exists through
    • - the possibility of increasing the boost pressure at operating points when the LP stage is open, which leads to a reduction in soot or NOx, and
    • - the low fluctuations in the scavenging gradient during dynamic processes due to a one-way control, which leads to more stability in the air mass control compared to a two-way control.
  3. 3. Boost pressure control using the non-linear control flap (two-position control) is only required at high-load operating points. Due to the basic controller transfer (one-button control) according to the invention instead of the two-button control
    • - Recurring problems with the electric control valve (end stop learning, RK swinging) are eliminated in almost the entire two-stage range and
    • - a WLTC with adjuster control is possible in most of the operating points that occur.

Die Erfindung wird mittels eines Ausführungsbeispiels und anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

  • 1 einen Ausschnitt eines doppelt aufgeladenen Verbrennungsmotors mit erfindungsgemäß wesentlichen Komponenten,
  • 2 eine Vergrößerung der Steuereinheit mit erfindungsgemäßem Regelmodul,
  • 3 die Wirkung der Erfindung im Vergleich mit dem Stand der Technik für eine bestimmte Motor-Drehzahl und
  • 4 erfindungsgemäße Kennfelder für die Tastverhältnisse der betroffenen Stellglieder im Vergleich zu den Kennfeldern nach dem Stand der Technik.
The invention is explained in more detail by means of an exemplary embodiment and with reference to a drawing. It shows
  • 1 a section of a double-charged internal combustion engine with components that are essential according to the invention,
  • 2 an enlargement of the control unit with the control module according to the invention,
  • 3 the effect of the invention in comparison with the prior art for a given engine speed and
  • 4 characteristic fields according to the invention for the duty cycles of the affected actuators in comparison to the characteristic fields according to the prior art.

1 zeigt einen Ausschnitt von wesentlichen Komponenten eines doppelt aufgeladenen Dieselmotors D als Beispiel für einen Verbrennungsmotor mit einem starren Turbolader 1 (ohne VTG-Stellglied) und mit einer Abgas-Bypass-Regelklappe RK in einem Hockdruck-Pfad HD sowie mit einem steuerbaren Turbolader 3 in einem Niederdruck-Pfad ND. Dabei weist der Turbolader 3 im Niederdruck-Pfad ND eine variabel verstellbare Turbinengeometrie (ND-VTG) als Stellglied zur Steuerung der Verdichtung auf. Die Regelklappe RK weist ein variabel verstellbares Ventil 2 (RK-Stellglied) auf. Weiterhin weist der Verbrennungsmotor D eingangsseitig einen Drucksensor zur Erfassung des Ist-Ladedrucks p1_ist und optional einen Drucksensor zur Erfassung des Vorverdichtungsdruckes p2 auf, wobei für die Erfindung der Vorverdichtungsdruck p2 nicht (mehr) erfasst werden muss. 1 shows a section of the essential components of a double-charged diesel engine D as an example of an internal combustion engine with a rigid turbocharger 1 (without VTG actuator) and with an exhaust gas bypass control valve RK in a high-pressure path HD and with a controllable turbocharger 3 in one Low pressure path ND. In this case, the turbocharger 3 in the low-pressure path LP has a variably adjustable turbine geometry (LP-VTG) as an actuator for controlling the compression. The control valve RK has a variably adjustable valve 2 (RK actuator). Furthermore, the internal combustion engine D has a pressure sensor on the input side for detecting the actual charge pressure p1_actual and optionally a pressure sensor for detecting the precompression pressure p2, with the precompression pressure p2 no longer having to be detected for the invention.

Der Verbrennungsmotor D und insbesondere auch der Ladedruck p1 wird durch eine elektronische Steuereinheit 4 geregelt. Beispielsweise ist der aktuelle Ladedruck p1_ist Eingangssignal der elektronischen Steuereinheit 4. In der elektronischen Steuereinheit 4 wird auch der Ladedrucksollwert p1_soll als Führungsgröße eines Regelmoduls 5 vorgegeben.The internal combustion engine D and in particular also the charge pressure p1 is regulated by an electronic control unit 4 . For example, the current boost pressure p1_actual is the input signal of the electronic control unit 4 .

In 2 ist die Steuereinheit 4 noch etwas detaillierter dargestellt. Ausgangssignale der Steuereinheit 4 sind die Ansteuersignale für das ND-VTG-Stellglied 3 (VTG) und das HD-RK-Stellglied 2 (RK).In 2 the control unit 4 is shown in somewhat more detail. Output signals of the control unit 4 are the drive signals for the LP-VTG actuator 3 (VTG) and the HD-RK actuator 2 (RK).

Die Ausgestaltung (insbesondere Programmierung) des Regelmoduls 5 und deren Wirkung wird im Zusammenhang mit 3 näher erläutert:

  • Das Regelmodul 5 ist für eine grundsätzliche Einstellerregelung in der Form ausgestaltet, dass die Ladedruckregelung allein mittels der verstellbaren Turbinengeometrie ND-VTG der Turbine 3 vorgenommen wird. Dabei wird die Regelklappe RK über das Ventil 2 in der Hochdruck-Stufe HD in den vollständigen Schließzustand, z.B. über ein Tastverhältnis von 100%, gesteuert.
The design (especially programming) of the control module 5 and its effect is in connection with 3 explained in more detail:
  • The control module 5 is designed for a basic adjuster control in such a way that the boost pressure control is carried out solely by means of the adjustable turbine geometry LP-VTG of the turbine 3 . In this case, the control flap RK is controlled via the valve 2 in the high-pressure stage HD in the fully closed state, for example via a pulse duty factor of 100%.

Diese Einstellerregelung („Reglerübergabe“) wird grundsätzlich aktiviert, wenn dadurch ein geringerer Abgasgegendruck p3 (siehe auch 1 und Reduzierung um Δp3 in 3) erreicht wird als durch die Zweistellerregelung.This adjuster control ("controller transfer") is always activated if this results in a lower exhaust back pressure p3 (see also 1 and reduction by Δp3 in 3 ) is achieved than by the two-digit control.

In 4 sind die erfindungsgemäßen Kennfelder für die Tastverhältnisse der betroffenen Stellglieder 2 und 3 dargestellt.In 4 the characteristics according to the invention for the duty cycles of the affected actuators 2 and 3 are shown.

Abweichend von der grundsätzlichen erfindungsgemäßen Einstellerregelung wird die Regelklappe RK über das Tastverhältnis (siehe weiße Zahlen in den Kennfeldern) am Ventil 2 ausnahmsweise für einen kleineren definierten hochlastigen Teil der möglichen Betriebspunkte als zweites Stellglied (Tastverhältnis <100%) zur Zweistellerregelung eingesetzt. Dabei wird vorzugsweise dieser kleinere hochlastige Teil der möglichen Betriebspunkte insbesondere durch Überschreiten eines vorgegebenen Volllast-Drehzahlgrenzwertes nM_lim und/oder eines vorgegebenen Ladedruckgrenzwertes und/oder eines bauteilschutzbezogenen Massenstrom-Grenzwertes ṁlim definiert. Die Grenzwerte können empirisch ermittelt und in der Steuereinheit 4 abgespeichert werden.Deviating from the basic adjuster control according to the invention, the control flap RK is used via the duty cycle (see white numbers in the characteristic diagrams) on valve 2 as an exception for a smaller defined high-load part of the possible operating points as a second actuator (duty cycle <100%) for two-position control. This smaller, high-load part of the possible operating points is preferably defined in particular by exceeding a specified full-load speed limit value n M_lim and/or a specified boost pressure limit value and/or a component protection-related mass flow limit value ṁ lim . The limit values can be determined empirically and stored in the control unit 4 .

Claims (4)

Regelvorrichtung mit einer elektronischen Steuereinheit (4) zur Ladedruckregelung bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor (D) mit mindestens zweistufiger Aufladung, mit einer Niederdruck-Stufe (ND) und mit einer Hockdruck-Stufe (HD), wobei die Hochdruck-Stufe (HD) eine starre Hochdruck-Turbine (1) und eine steuerbare Bypass-Regelklappe (RK; 2) aufweist und wobei die Niederdruck-Stufe (ND) eine Turbine (3) mit variabel verstellbarer Turbinengeometrie (ND-VTG) aufweist, und mit einem Regelmodul (5) in der elektronischen Steuereinheit (4), das für eine grundsätzliche Einstellerregelung in der Form ausgestaltet ist, dass die Ladedruckregelung allein mittels der verstellbaren Turbinengeometrie (3; ND-VTG) der Niederdruck-Stufe (ND) zum Erreichen des vorgegebenen Ladedrucksollwertes (p1_soll) vorgenommen wird, wobei die Regelklappe (2; RK) der Hochdruck-Stufe (HD) in den vollständigen Schließzustand (100%) gesteuert wird.Control device with an electronic control unit (4) for boost pressure control in a supercharged internal combustion engine (D) with at least two-stage supercharging, with a low-pressure stage (ND) and with a high-pressure stage (HD), the high-pressure stage (HD) being a rigid one High-pressure turbine (1) and a controllable bypass control valve (RK; 2) and wherein the low-pressure stage (ND) has a turbine (3) with variably adjustable turbine geometry (ND-VTG), and with a control module (5) in the electronic control unit (4), which is designed for a basic adjuster control in such a way that the charge pressure control is carried out solely by means of the adjustable turbine geometry (3; LP-VTG) of the low-pressure stage (ND) in order to achieve the specified charge pressure target value (p1_soll). is, wherein the control flap (2; RK) of the high-pressure stage (HD) is controlled in the fully closed state (100%). Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellerregelung grundsätzlich aktivierbar ist, wenn dadurch ein geringerer Abgasgegendruck (p3; -Δp3) erreicht wird als durch eine Zweistellerregelung.control device claim 1 , characterized in that the adjuster control can be activated in principle if a lower exhaust back pressure (p3; -Δp3) is achieved as a result of a two-adjuster control. Regelvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelklappe (1; RK) ausnahmsweise für einen kleineren definierten hochlastigen Teil der möglichen Betriebspunkte als zweites Stellglied zur Zweistellerregelung eingesetzt wird, wobei dieser kleinere hochlastige Teil der möglichen Betriebspunkte insbesondere durch Überschreiten eines vorgegebenen Volllast-Drehzahlgrenzwertes (nM_lim) und/oder eines vorgegebenen Ladedruckgrenzwertes und/oder eines vorgegebenen bauteilschutzbezogenen Massenstrom-Grenzwertes (ṁlim) definierbar ist.Control device according to one of the preceding claims, characterized in that the control valve (1; RK) is exceptionally used for a smaller defined high-load part of the possible operating points as a second actuator for two-position control, this smaller high-load part of the possible operating points being exceeded in particular by exceeding a predetermined full load -Speed limit value (n M_lim ) and/or a specified boost pressure limit value and/or a specified component protection-related mass flow limit value (ṁ lim ) can be defined. Kraftfahrzeug mit einer Regelvorrichtung nach einem der vorangehenden Patentansprüche.Motor vehicle with a control device according to one of the preceding patent claims.
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